Tierras Negras Terras Pretas do Indio Amazonian Dark

Tierras Negras Terras Pretas do Indio Amazonian Dark Earths (Construcción Social de Suelos) Viernes Científico Octubre 19, 2007 - Angel A. Salazar Vega, Ph. D. , Instituto de Investigaciones de la Amazonía Peruana – IIAP. - Gaspar Morcote, Antropólogo, Instituto de Ciencias Naturales, Universidad Nacional de Colombia. - Marcondes Lima da Costa, Universidad Federal de Para y CNPq.

INTRODUCCION (Clea Paz Rivera & Francis E. Putz) Los seres humanos han influenciado grandes extensiones de bosques en los trópicos (Willis et al 2004) Se acepta que la población indígena de América, declino en 90% en un plazo de 100 años luego de la llegada de los europeos (Hemming 1978) Se reconoce que muchos bosques que son considerados “prístinos”, se han regenerado luego de que las actividades humanas han cesado. La influencia humana debe haber ocurrido debido a que los humanos han estado presentes en la Amazonia por lo menos desde hace 12, 000 años (Roosevelt et al 1991). Las sociedades precolombinas han afectado la región de varias maneras: Construyendo campos elevados, caminos terraplenados, construcciones hidráulicas. Pero también de maneras menos obvias tales como prácticas de manejo de suelos y bosques. Esta presentación se enfoca en uno de las “posibles” practicas de manejo de suelos y trata de poner el tema en discusión entre los especialistas del Instituto.

INTRODUCCION Una verdad: La agricultura de tumba y quema con cortos periodos de cultivos y largos periodos de descanso es la practica “tradicional” de agricultura en los suelos generalmente pobres de la Amazonía. - Nuevas teorías generadas por antropólogos y científicos de suelos cuestionan esta verdad -. En particular el reto de “tumbar” árboles con hachas de piedra junto con la amplia distribución de suelos que reflejan que han estado sometidos a prolongadas prácticas de manejo, generan argumentos favorables a la idea de prácticas más intensivas de agricultura en bosques tropicales.

¿Qué son la tierras negras (TN)? • Son tierras formadas por influencia antrópica, ocurren en áreas de 0. 5 hasta 300 ha; Se caracterizan por presentar un horizonte de color oscuro sobre otro horizonte de suelo menos fértil de coloración natural de un Oxisol o un Ultisol.

¿Qué son la tierras negras? La característica principal de las TN es que tienen un alto contenido de materia orgánica, que le confiere una alta capacidad de intercambio catiónico (CIC). También se encuentra alto contenido de materiales orgánicos no descompuestos (huesos, espinas, etc. ) y en algunos casos se puede encontrar herramientas y cerámicas

Análisis Físico – Químico Se han diferenciado dos tipos de suelos antropogénicos: Tierras Negras (TN), más negros y con presencia de artefactos y cerámica y Tierras Mulatas (TM), oscurecidos pero sin presencia de artefactos o cerámica. En general tienen más altos contenidos de materia orgánica, de P y Ca extraíble que los suelos no antrópicos. Tienen p. H más altos. En general tienen contenidos más altos de nutrientes en los 0 – 10 cm. y en los 40 – 50 cm. , que los suelos que los circundan.

Origen Mediante la incorporación de carbón y cenizas de madera, agricultores pre Colombinos incrementaron la MO, la retención de nutrientes, la capacidad de intercambio catiónico y el p. H. Debido a que el carbon permanece en el suelo por milenios, este contribuye a mantener las propiedades de los suelos antropogenicos mucho tiempo despues de que el manejo ha cesado. Se ha reportado que la fertilidad de estos suelos se incrementado debido a la deposicion de desechos domesticos (residuos de comidas, conchas, huesos, excrementos, sangre y orina) y otros materiales orgánicos traídos de bosques aledaños (hojas de palmeras) y humedales (plantas acuáticas) En la mayoría de los casos, en América del Sur, las TN se han encontrado cerca de cursos permanentes de agua.

Origen – Una posible explicación a como se forman las TN, TP, ABE. ADE

Grado de Fertilidad Debido a una mayor superficie expuesta en las partículas de carbono estos suelos presentan condiciones de fertilidad que son mejores que las de los suelos circundante: - Presentan una mayor capacidad de retención de agua. - Presentan una mayor capacidad de intercambio catiónico - Presentan un p. H más alto - Presentan más altas concentraciones de P y Ca. - La resiliencia de estas características es mayor que en los suelos circundantes

Caracterización Florística de las Tierras Pretas Plantas Silvestres y Domesticadas Euterpe precatoria Oenocarpus bataua Mauritia flexuosa Bactris sp. Astrocaryum sp 1. Astrocaryum sp 2. Zea mays Passiflora foetida Annona sp. Caryocar sp. Croton sp. Manihot sp. Semilla carbonizada de Oenocarpus bataua 1310 40 BP (Beta 228148)

Centros de Agrobiodiversidad En lugares de Tierras Negras se han encontrado especies arbóreas o palmeras que tienen usos predominantemente domesticos (alimentación, medicina, utensilios, construcción de viviendas). De manera que se observa dentro de una matriz de bosque primario (bosque prístino) la aparición de especies que no pertenecen a esa asociación. A partir de esos centros es que luego se han dispersado estas especies domesticas hacia los márgenes de los bosques primarios.

Investigaciones que en la actualidad se están conduciendo sobre Tierras Negras (TN), Terras Pretas (TP), Terras Mulatas (TM), Antropic Dark Earths (ADE), Antropic Black Earths (ABE)

Earthworms as environmental bioindicators and its importance for soil fertility George Brown (Project Coordinator, Embrapa Florestas) (2007 – 2010) Earthworms as bioindicator of soil quality in agricultural ecosystems Marcos Garcia (Sub-Project Leader, Embrapa Amazonia Ocidental) Main questions: • Which earthworm species inhabit agroecossystems and natural forests? • Which species are indicators of soil quality or anthropogenic changes? • In which conditions earthworms may become pests? • Can the native earthworms be usefull for ecotoxicological tests?

301 species known in Brazil 42 spp. 259 spp. exotics natives 14% 86%

PEDOLOGY, FERTILITY AND BIOLOGY OF THE AMAZONA DARK EARTH Newton Paulo de Souza Falcão - Coordinator Agronomist. Soil Fertility and Plant Nutrition Ph. D. nfalcao@inpa. gov. br EMBRAPA – UFAM - USP UNIVERSIDADE DA FLORIDA

OBJETIVO GENERAL • El objetivo de este proyecto es investigar sobre las características y propiedades físicas, químicas y biológicas de las Tierras Negras Amazónicas, Tierras Mulatas y sus interacciones. • Basándose en ese conocimiento se espera desarrollar una nueva alternativa tecnológica de uso, manejo y conservación de la fertilidad de suelos, incrementando la productividad de los cultivos en esas áreas reduciendo la necesidad de fertilizantes orgánicos, inorgánicos y de encalado. • El objetivo mas alto es adquirir conocimientos sobre como recrear estos tipos de suelos y aplicarlos a la recuperación de suelos degradados y áreas abandonadas en el bosque Amazónico.

Caracterización de la fertilidad del suelo y diagnóstico del estado nutricional de papaya, naranja, cupuazu y coco cultivados en ADE y en suelos aledaños. (Actividad concluida)

SUELOS NEGROS AMAZÓNICOS UN SISTEMA DE CULTIVO PREHISTÓRICO: UNA ALTERNATIVA AGRÍCOLA ACTUAL Quebrada Takana (Trapecio Amazónico)

Equipo Humano Investigadores Principales Gaspar Morcote (U. Nacional de Colombia) Tomas León (U. Nacional de Colombia) Juan Carlos Berrio (University of Leicester) Santiago Mora (St. Thomas University) Estudio de Suelos Tomas León (U. Nacional). Agrologo July Marcela Aparicio. Agrologa. (Posgrado IDEA). Estudio de Cultura Material Uliana Molano (Ms. U. Nacional de Colombia) Estudio de Polen Juan Carlos Berrio (University of Leicester) Jair Valderama (U. Nacional de Colombia) Estudio de Semillas y Fitolitos Arqueológicos Gaspar Morcote Ríos (U. Nacional ) Estudio de Flora Actual Pablo Palacios (Universidad Nacional-Sede Amazonia) Estudio de Microbiota del Suelo Hernando Valencia (U. Nacional de Colombia)

GEOCHEMICAL SIGNATURES USED TO IDENTIFY SETTLEMENT PATTERN AND CULTURES Marcondes Lima da Costa Federal University of Pará and CNPq

FIRMAS GEOQUIMICAS USADAS PARA IDENTIFICAR PATRONES DE OCUPACION Y CULTURAS • Objetivo General: – Entender como las tierras negras se han formado a través de los últimos milenios como parte del paisaje amazónico y cual es la relación entre este tipo de suelos y el nuevo ambiente amazónico.

Terra Preta de Índio Anthropogenic Dark Earths Pyrogenic Carbon: Characterisation by Solid State NMR Etelvino H. Novotny

Rio Preto da Eva - AM Capsicum sp. Alta Fertilidad => Alto potencial productivo, en un ambiente donde los suelos son, inherentemente, un factor limitante para la produccion agricola.

Pyrogenic Carbon in Soils Øhighly resistant to thermal, chemical and photo-oxidation Øalthough some natural degradation in soil carbon sequestration Øchemical and biochemical transformations of carbonized residues (natural or induced burning of the biomass) Øderived from the partial carbonization of ligno-cellulosic materials Øcomposed of polyaromatic units of different sizes and with different organizational levels Øpartial oxidation, the peripheral aromatic units contain acidic (carboxyl) substituents giving rise to high CEC values Schmidt and Noack (2000), Global Biogeochem. Cycles, 14, 777– 793

As Terras Pretas de Índio e as Terras Mulatas : Understanding their genesis and the rescue of a residue management from pre-Colombian civilization. S Wenceslau Geraldes Teixeira Workshop Manaus 03 – 06, September 2007

Terra preta de índio e Terra mulata

Where the dark horizons in the TPIs managed intentionally for agricultural purposes ? 20

Pre-colombian Agriculture bibliography

The slash and burn agriculture with stone ash? ? Stone axe Metal axe

Evidendes of intense fire management - High levels of form of pirogenic carbon (charcoal) - Ash and charcoal – The effect of the same element in different chemical form (I. E. Ca – Oxide, Ca – Carbonate, Ca – organic component

Carbonization of residues in the field “Guie” system used nowadays in Ethiopia 2004 XV Padre Felipe Salvador Gilij

Estação Experimental do Caldeirão Resiliência das TPI

BACKGROUND OF THE STUDY SITE IN BOLIVIA AND FIRST FINDINGS RELATED TO TERRA PRETA ISSUES BONIFACIO MOSTACEDO

• Guarayo indians, apparently migrated from Paraguay (1400) • Language closely related to Guaraní • Many explorations from Asuncion, Paraguay to find treasures and gold • Jesuit and Franciscans missionary activities in Bolivian lowlands (1600 s): to reduce indian populations • Population density before missionaries: 350, 000 inhabitants (Denevan 1992) • D’Orbigny visited Ascension de Guarayos (1823): population estimated 1, 000 • It was reported also many “wild” guarayos families living in the forest with little contact • Population diminished by diseases brought by Europeans such as smallpox and flu ANTHROPOGENIC HISTORY OF THE STUDY SITE

FIRSTS FINDINGS • 10 archeological sites • Variety of potteries • Black soils and charcoal Calla (2003)

SOME SPECIES PROBABLY USED BY HUMANS IN THE PAST Family Scientific Name USE Growth form Max DBH Preference Anacard Spondias mombin Edible fruit, medicinal root and bark Emergent 121 TM Arecaceae Astrocaryum (2 spp) Edible fruits and seeds, oil, construction Subcanopy 16, 40 Anywhere Arecaceae Attalea phalerata Edible fruits and seeds, medicine, construction Canopy 48 TM Arecaceae Bactris gasipaes Edible fruits, medicine, bows, construction Canopy 18 Anywhere Arecaceae Syagrus sancona Construction Emergent 26 Anywhere Bombacaceae Ceiba pentandra Feber, oil from seeds Emergent 200 TM, TN Leguminosae Inga spp. Edible fruit Subcanopy 73 TM Moraceae Batocarpus amazonicus Edible fruit, dye, latex Canopy 85 Anywhere Moraceae Pourouma cecropiifolia Edible Canopy 74 TN Myrtaceae Myrcia sp. Edible fruit Canopy 83 Anywhere Sapindaceae Talisia sculenta Edible fruit Subcanopy 52 NTN Sapotaceae Pouteria macrophylla Edible fruit Canopy 99 NTN Sapotaceae Pouteria nemorosa Edible fruit Canopy 150 TM Paz (2003) TN=Tierra negra, TM=Tierra morena, NTN=non-tierra negra

Use of charcoal residues and organic sources of nutrients on soil sustainability and guarana (Paullinia cupana var. sorbilis) seeds production in Central Amazon Murilo Rodrigues de Arruda murilo@cpaa. embrapa. br Wenceslau Geraldes Teixeira lau@cpaa. embrapa. br

Hypothesis The use of charcoal associated with organic sources of nutrients, could increase soil fertility and mitigate carbon from atmosphere in a environmental, social and economic way for a sustainable land use of tropical soils.

Table 1. Chemical characterization of soil before experiment installation. Embrapa Amazônia Ocidental, 2002.

Table 3. Average soil p. H, and available phosphorus, potassium, sodium, calcium, magnesium, H + Al using three levels of charcoal, chicken manure and bones meal (2007).

Guarana plant. Paullinia cupana var. sorbilis (Mart). Ducke

Dark Earths and Manioc Cultivation in Central Amazonia: A window on pre-Colombian Agricultural Systems

Intensive Manioc Farming at Agua Azul (terra mulata) This field has been in under almost continuous cultivation for over 30 years

MATERIAL DE ORIGEM CLIMA DRENAGEM TEMPO ORGANISMOS (HOMEM)?

Uso y algunos beneficios - Uso de suelos con fines agrícolas de manera sostenible reduciendo los impactos en los bosques aledaños. - Uso del suelo como almacenador de Carbono en lugar de almacenarlo en la biomasa, puede resultar en periodos mas largos de almacenaje - Reducir los esfuerzos de los agricultores y aumentar el rendimiento por ha de cultivos. - El proceso de PIROLISIS genera “biocarbon” el cual se descompone mas lentamente que la biomasa y constituye un mejorador de suelos muy deseable.